化工原理课程设计说明书(水吸收氨气填料塔)
最终版 化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计).
水吸收氨课程设计目录第一节前言 ............................................................ 5 1.1 填料塔的主体结构与特点 .......................................... 5 1.2 填料塔的设计任务及步骤 ..........................................5 1.3 填料塔设计条件及操作条件 ........................................ 5 第二节填料塔主体设计方案的确定 .........................................6 2.1 装置流程的确定 .................................................. 6 2.2 吸收剂的选择 (6)2.3填料的类型与选择 .................................................. 6 2.3.1 填料种类的选择 ............................................ 6 2.3.2 填料规格的选择 .. (6)2.3.3 填料材质的选择 ............................................ 7 2.4 基础物性数据 .................................................... 7 2.4.1 液相物性数据 (7)2.4.2 气相物性数据 ............................................. 7 2.4.3 气液相平衡数据 ........................................... 8 2.4.4 物料横算 ................................................. 8 第三节填料塔工艺尺寸的计算 ............................................. 9 3.1 塔径的计算 ....................................................... 9 3.2 填料层高度的计算及分段 .......................................... 10 3.2.1 传质单元数的计算 .. (10)3.2.3 填料层的分段 ............................................. 12 3.3 填料层压降的计算 ................................................ 12 第四节填料塔内件的类型及设计 . (13)4.1 塔内件类型 ...................................................... 13 4.2 塔内件的设计 .................................................... 13 4.2.1 液体分布器设计的基本要求:.............................. 13 4.2.2 液体分布器布液能力的计算 .. (13)注:141填料塔设计结果一览表 (14)2 填料塔设计数据一览 (14)3 参考文献 (16)4 后记及其他 ........................................................... 16 附件一:塔设备流程图 ................................................... 17 附件二:塔设备设计图 (17)化工学院关于专业课程设计的有关要求 (草案专业课程设计是学生学完专业基础课及专业课之后,进一步学习工程设计的基础知识, 培养学生工程设计能力的重要教学环节, 也是学生综合运用相关课程知识, 联系生产实际, 完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。
化工原理课程设计说明书(水吸收氨气填料塔)
华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power 课程设计题目水吸收氨过程的填料吸收塔设计学院专业姓名学号指导教师完成时间教务处制化工原理课程设计任务书目录中文摘要...。
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(1)英文摘要..。
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3填料层压降的计算...。
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3填料塔紧装置。
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化工原理课程设计水吸收氨气
化工原理课程设计题目年处理量为吨的水吸收氨气工艺设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2010年6月 15 日课程设计任务书1、设计题目：处理量为3000（m3/h）氨气的工艺设计；试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为3300 （m3/h），其中含空气为95％，氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于％（体积分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的倍。
（20C°氨在水中的溶解度系数为H＝）2、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度t=20℃（3）每年生产时间：7200h。
（4）选用填料类型及规格自选。
3、设计任务：完成干燥器的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。
目录摘要_________________________________________________________ 错误!未定义书签。
目录___________________________________________________________________________ III 第一章绪论[1] ______________________________________________________________ 2吸收技术概况 _________________________________________________________________________ 2 1.根据给定的分离任务，确定吸收方案；___________________________________________ 2 3.依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计；_____________________________ 2吸收设备的发展 _______________________________________________________________________ 2吸收在工业生产中的应用 _______________________________________________________________ 21.3.1吸收的应用概况 _______________________________________________________________________ 21.3.2典型吸收过程 ________________________________________________________________________ 3吸收剂的选择 _________________________________________________________________________ 4吸收操作参数的选择 ___________________________________________________________________ 42.2.1操作压力的选择吸收压力高优点: 提高吸收过程的推动力,减少了气体的体积流量,可以减小塔径;缺点: 降低了吸收剂的选择性; 吸收塔的造价可能升高.吸收压力低则相反.一般应该从过程的经济性角度出发,必须兼顾吸收和解吸以及整个工艺的操作条件,选择合适的操作压力. ______________________________________________________________________ 4 2.2.2吸收温度的选择_______________________________________________________________ 4填料的选择 ___________________________________________________________________________ 52.3.1填料层_____________________________________________________________________________ 52.3.2填料种类的选择 _____________________________________________________________________ 52.3.3填料规格的选择 _____________________________________________________________________ 52.3.4填料材质的选择 _____________________________________________________________________ 6填料的类型 ___________________________________________________________________________ 62．4 液体分布装置 __________________________________________________________________ 8吸收剂再生方法的选择 _________________________________________________________________ 9第三章吸收塔的工艺计算______________________________________________________ 10基础物性数据 ________________________________________________________________________ 103.1.1液相物性数据 ________________________________________________________________________ 103.1.2气相物性数据 ________________________________________________________________________ 103.2物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成_____________________________________________ 10塔径的计算 __________________________________________________________________________ 113.3.1塔径的计算 __________________________________________________________________________ 113.3.2泛点率校核 __________________________________________________________________________ 123.3.3填料规格校核 ________________________________________________________________________ 123.3.4液体喷淋密度校核 ____________________________________________________________________ 12填料层高度计算 ______________________________________________________________________ 133.4.1传质单元高度计算 ____________________________________________________________________ 133.4.2填料层高度的计算 ____________________________________________________________________ 15填料层压降的计算 ____________________________________________________________________ 15第四章塔附属设备工艺计算[3] ___________________________________________________ 17塔附属高度的计算 ____________________________________________________________________ 17液体初始分布器和再分布器的选择与计算 ________________________________________________ 174.2.1液体分布器_________________________________________________________________________ 174.2.2液体再分布器_______________________________________________________________________ 184.2.3塔底液体保持管高度 __________________________________________________________________ 18其它附属塔内件的选择 ________________________________________________________________ 194.3.1填料支撑装置_______________________________________________________________________ 194.3.2填料压紧装置 ________________________________________________________________________ 204.3.3气体的进出口装置 ___________________________________________________________________ 204.3.4液体的出口装置_____________________________________________________________________ 204.3.5除沫装置___________________________________________________________________________ 21吸收塔的流体力学参数计算 ____________________________________________________________ 214.4.1 吸收塔的压力降_______________________________________________________________________ 214.4.2吸收塔的泛点率_____________________________________________________________________ 214.4.3气体动能因子 ________________________________________________________________________ 22其他附属设备的计算与选择[4]__________________________________________________________ 224.5.1吸收塔的主要接管尺寸的计算 _________________________________________________________ 224.5.2离心泵的计算与选择 _________________________________________________________________ 23结论___________________________________________________________________________ 24主要符号说明___________________________________________________________________ 25结束语_________________________________________________________________________ 27参考文献_______________________________________________________________________ 28摘要填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域，在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。
化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计
化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计一、背景介绍氨是一种重要的化学制品，用于制造各种类型的化学产品，也可用作氨加热系统的燃料，但它作为强氧化剂挥发到大气中，有害环境，因此必须采取对策进行处理，以保护我们的环境。
水吸收氨填料吸收塔是一种典型的操作过程，通过在塔内部放入一定量的吸收填料，使得氨气更有效地与液体相混合，从而降低氨的挥发率，防止它的溢出。
二、设计目的本设计的目的是设计一种能够有效降低氨气挥发率的水吸收氨填料吸收塔系统。
三、塔结构设计1.水吸收塔的形式：此水吸收塔采用真空反应塔的形式，包括加热装置、塔体及其重要部件。
2.水吸收塔的尺寸：该水吸收塔直径为3m，高度为12m，采用真空式反应塔设计。
3.吸收填料：此设计采用纤维吸收填料，其密度为180 kg/m3，吸附能力0.5％，并选择优质的、耐磨的材料，保证耐久性。
4.液相：选择介质为硝酸钠溶液，介质比重1.1，温度在25℃以下，以确保氨吸收剂的低温稳定性。
5.混合器：采用有效搅拌，减少氨气挥发，氨气完全溶于液体，增加氨气的反应机会，增加吸6.塔内设备：除了加热器，还设有安全阀等设备，以防出现意外。
四、设计步骤1.根据氨吸收水填料吸收塔的工艺特点，研究氨挥发的特性，确定反应条件，估算反应速率和塔的大小及包装密度。
2.确定吸收填料的类型，以保证其对氨气的特性挥发特性。
3.细化设计，考虑塔内混合器及其优势，同时留意水塔设计具体内容，计算安全阀等设备的大小，以及确定塔内设备的位置。
4.确认成本，包括：原材料、安装和实际操作。
五、最终结论本文研究了一套水吸收氨填料吸收塔，设计了其安全阀及其它设备，以及填料的特性，确定了反应条件，估算反应速率，详细设计了塔的形式，尺寸，位置等，通过认真的工作，可以提出设计方案，完成水吸收氨填料吸收塔的设计任务。
化工原理课程设计_水吸收氨气
化工原理课程设计题目教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2010年6月 15 日课程设计任务书1、设计题目：处理量为3000（m3/h）氨气的工艺设计；试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为3300 （m3/h），其中含空气为95％，氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。
（20C°氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/m3.kPa）进塔气相摩尔比：10.050.0526 10.05Y==-出塔气相摩尔比：20.05(10.996)0.00021110.05Y⨯-==-对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：20X=2、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度t=20℃（3）每年生产时间：7200h。
（4）选用填料类型及规格自选。
3、设计任务：完成填料塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。
目录摘要________________________________________________________ 错误！未定义书签。
第一章绪论 _____________________________________________________________ 21.1吸收技术概况 ____________________________________________________________________ 2 1.2吸收设备的发展__________________________________________________________________ 21.3吸收在工业生产中的应用 _________________________________________________________ 21.3.1吸收的应用概况 ________________________________________________________________________ 21.3.2典型吸收过程 __________________________________________________________________________ 3第二章设计方案___________________________________________ 错误！未定义书签。
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)目录第1节前言31.1填料塔的主体结构与特点31.2填料塔的设计任务及步骤31.3填料塔设计条件及操作条件4第2节精馏塔主体设计方案的确定42.1装置流程的确定42.2吸收剂的选择52.3填料的类型与选择52.3.1填料种类的选择52.3.2填料规格的选择52.3.3填料材质的选择62.4基础物性数据62.4.1液相物性数据62.4.2气相物性数据72.4.3气液相平衡数据72.4.4物料横算8第3节填料塔工艺尺寸的计算93.1塔径的计算93.2填料层高度的计算及分段113.2.1传质单元数的计算113.2.2传质单元高度的计算113.2.3填料层的分段143.3填料层压降的计算14第4节填料塔内件的类型及设计154.1塔内件类型154.2塔内件的设计164.2.1液体分布器设计的基本要求：164.2.2液体分布器布液能力的计算16注：171.填料塔设计结果一览表 (17)2.填料塔设计数据一览 (18)3.参考文献 (19)4.后记及其他 (19)附件一：塔设备流程图20附件二：塔设备设计图20表索引表 21工业常用吸收剂 (5)表 22 常用填料的塔径与填料公称直径比值D/d的推荐值 (6)图索引图 11 填料塔结构图 (3)图 31 Eckert图 (15)第1节前言1.1填料塔的主体结构与特点结构图错误!文档中没有指定样式的文字。
1所示：图错误!文档中没有指定样式的文字。
1 填料塔结构图填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以她特别适用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。
液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。
因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。
1.2填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。
化工原理课程设计——水吸收氨气
填料吸收塔设计任务书1 设计题目试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为____4300____m3/h，其中含氨为____6%____（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。
要求：①塔顶排放气体中含氨低于___0.04%_____（体积分数）；2 操作条件2.1 操作压力常压2.2 操作温度20℃3 填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选4 设计内容4.1设计方案的选择及流程说明4.2工艺计算4.3主要设备尺寸计算(1) 塔径的确定(2) 填料层的高度计算(3) 总塔高、总压降及接管尺寸的确定4.4 辅助设备选型与计算4.5 设计结果汇总4.6 设计评述5设计基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3*kPa).目录1. 设计方案简介 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2填料的选择 (2)2. 工艺计算 (2)2.1 基础物性数据 (2)2.1.1液相物性的数据 (1)2.1.2气相物性的数据 (2)2.1.3气液相平衡数据 (2)2.1.4 物料衡算 (3)2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (3)2.2.1 塔径的计算 (4)2.2.2 填料层高度计算 (5)2.2.3 填料层压降计算 (6)2.2.4 液体分布器简要设计 (7)3. 辅助设备的计算及选型 (8)3.1 填料支承设备 (8)3.2填料压紧装置 (8)3.3液体再分布装置 (8)4. 设计一览表 (9)5. 后记 (10)6. 参考文献 (10)7. 主要符号说明 (10)8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）1．.设计方案简介1．1设计方案的确定1．1．1装置流程的确定：用水吸收NH3属高溶解度的吸收过程，为提高传质效率和分离效率，所以，本实验选用逆流吸收流程。
1．1．2吸收剂的选择对填料吸收塔，其吸收装置的流程主要有逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、多塔串联操作和串联-并联混合操作。
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计(1)
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计
(1)
化工原理课程设计——水吸收氨填料吸收塔设计
一、选择填料
本设计所选用的填料为塔形环状填料，其主要优点在于能够提高氨气
与水接触的时间和接触面积，从而提高吸收效率。
其次，填料的表面
积大，对氨气的吸附强度较高。
二、计算填料高度
根据质量平衡公式，吸收塔中氨气的质量=进入氨气的质量-出口氨气
的质量-吸收氨气的质量。
结合我们所设计的填料种类和工艺流程，可
以得到计算填料高度的公式：
θ=（W/N） ln [(C0-C)/(Co-Ct)]
其中，W是空气中氨气的质量流量，单位为kg/h；N是塔形环状填料每立方米的比表面积，单位为m²/m³；C0是氨气从入口口进入吸收器的
浓度，单位为mg/Nm³；Ct是出口处氨气的平均浓度，单位为mg/Nm³；
C是入口处水的浓度，单位为mg/L。
三、塔的直径
根据经验公式可得：填料在瞬间液晶表面液流速等于液降的经验公式。
v=1.2/(μ)½ (ΔP/ρ) ¼
其中，v是液体在塔体内部的平均流速，单位为m/s；μ是液体的粘度，单位为Pa*s；ΔP是液体在塔体内产生的液降，单位为Pa；ρ是液体
的密度，单位为kg/m³。
四、结论
经过以上各个方面的计算和分析，我们得到了适合本工艺流程，并且
具有高效的填料塔高度及塔直径，使本工艺流程吸收效率达到最优化
程度。
我们所选用的填料塔设计方案具有成本低、效率高及运行稳定
等特点，非常符合实际工序的需要。
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)
水吸收氨填料吸收塔设计1 题目含氨为5%的混合气体, 处理量为500m3/h, 尾气中含氨低于0.02%,采用清水进行吸收, 吸收剂的用量为最小用量的1.5倍. (均为体积分数).,2 设计任务和操作条件:(1)操作压力常压。
(2)操作温度 20℃(3)年工作300天,每天24小时运行.3 填料类型 聚丙烯阶梯环填料,规格自选.4 设计内容(1)吸收塔的物料衡算(2)填料层压降的计算(3)液体分布器的简单设计(4)吸收塔塔体工艺尺寸的计算(5)绘制分布器施工图(6)对本设计进行评述5 基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数为0.725Kmol/( m3. kpa)一吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程．流程如下。
二物料计算(l). 进塔混合气中各组分的量取塔平均操作压强为101.3kPa，故：混合气量＝ 500（）×＝ 20.80kmol／h混合气中氨量＝20.80×0.543 ＝1.129 kmol／h ＝ 19.2kg／h混合气中空气量＝20.80-1.129 = 19.671kmol／h＝570.5kg／h (2)．混合气进出塔的（物质的量）组成==0.05430;（3）．混合气进出塔（物质的量比）组成Y1==0.0574Y2=(1-)=0.0574×=0.0002296(以塔顶排放气体中氨含量0.02%计)三 平衡曲线方程查表知:20℃时,氨在水中的亨利系数E=277.3Kpa;m = = = 2.737故操作线方程为:Y=2.737X.吸收剂(水)的用量Ls由操作线方程知:当Y1＝0.0574时,X1*=0.021,计算最小吸收剂用量=19.671×＝53.77 kmol／h取安全系数为1.5，则Ls＝1.5×53.77＝80.65kmol／h = 1451.7kg/h依物料衡算式塔底吸收液浓度= 19.671×= 0.014四塔径计算塔底气液负荷大，依塔底条件(混合气20℃)，101.325kPa图1 通用压降关联图（1）.采用Eckert通用关联图法(图1)计算泛点气速①有关数据计算塔底混合气流量V`S＝570.5＋19.2＝589.7kg／h吸收液流量L`＝1451.7kg／h进塔混合气密度＝×＝1.206kg／(混合气浓度低，可近似视为空气的密度)吸收液密度＝998.2kg/吸收液黏度＝1.005 mP a·s经比较，选DN38mm聚丙烯阶梯环。
完整版化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计
——水吸收氨气填料塔设计
学 院
专 业
班 级
姓 名
学 号
指导教师
年12月11日
设计任务书
水吸收氨气填料塔设计
(1)设计题目
试设计一座填料吸收塔，米用清水吸收混于空气中的氨气C
量为_32003/h，其中含氨为8%(体积分数)
温度为25C。要求：
① 塔顶排放气体中含氨低于__0.04%(体积分数)
(2)操作条件
(1)操作压力：常压
(2)操作温度：20r
(3)吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定
(3)填料类型
聚丙烯阶梯环吸收填料塔
(4)设计内容
(1)设计方案的确定和说明
(2)吸收塔的物料衡算；
(3)吸收塔的工艺尺寸计算；
(4)填料层压降的计算；
(5)液体分布器简要设计；
(6)绘制液体分布器施工图
为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成 空气污染， 需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收， 本次课程设计的 目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气， 使 其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液 传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况，从而使吸收过程易于进行，而且， 填料塔还具有结构简单、 压降低、 填料易用耐腐蚀材料制造等优点， 从而可以使 吸收操作过程节省大量人力和物力。
1.4.1填料种类的选择4
1.4.2填料规格的选择6
1.4.3填料材质的选择6
1.5基础物性数据7
1.5.1液相物性数据7
1.5.2气相物性数据8
1.5.3气液相平衡数据8
1.5.4物料横算8
水吸收氨过程填料吸收塔设计说明
一、设计任务书(一)设计题目试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为1000 m3/h，其中含氨气为8％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。
（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa）(二)操作条件1.操作压力为常压，操作温度20℃.2.填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。
3.工作日取每年300天，每天24小时连续进行。
(三)设计容1.吸收塔的物料衡算；2.吸收塔的工艺尺寸计算；3.填料层压降的计算；4.吸收塔接管尺寸计算；5.吸收塔设计条件图；6.对设计过程的评述和有关问题的讨论。
二、设计方案(一)流程图及流程说明该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的混合气体由塔顶排除，吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。
(二)填料及吸收剂的选择该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用25×12.5×1.4聚丙烯阶梯环塔填料，其主要性能参数如下：比表面积at ：22332/mm空隙率ε：0.90湿填料因子Φ：1172m-填料常数 A:0.204 K：1.75见下图：根据所要处理的混合气体，可采用水为吸收剂，其廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
三、工艺计算(一)基础物性数据 1.液相物性数据3998.2(/)L kg m ρ= 6100410() 3.6(/)L Pa s kg m h μ-=⨯⋅=g 272.6(dyn /c )940896(/)L m kg h σ==931.7610(/)L D m s -=⨯2. 气相物性数据混合气体平均密度：31.166(/)v kg m ρ=c σ=427680(2/kg h )空气黏度：51.8110()0.065(/)v Pa s kg m h μ-=⨯⋅=g 273K ，101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数：200.17(/)D m s = (二)物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成20℃，101.3Kpa 下氨气在水中的溶解度系数 30.725/H kmol m kpa =g998.20.7540.72518101.3s S E m P HM P ρ====⨯⨯进塔气相摩尔比： 10.080.087010.08Y ==-出塔气相摩尔比：20.00020.00020010.0002Y ==- 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：20X =混合气体流量 ：1100027341.59629322.4V ⨯==⨯ kmol/h进塔惰性气体流量： 41.596(10.08)38.268V =⨯-= kmol/h吸收过程属于低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算：12min 120.08700.0002000.752(0.0870/0.754)0e Y Y L V x X --⎛⎫=== ⎪--⎝⎭ 11e Y x m =取操作液气比为最小液气比的1.5倍，可得吸收剂用量为：0.75238.268 1.543.166/L Kmol h =⨯⨯= 根据全塔物料衡算式:()()()121212120.08700.0002000.07700.752 1.5V Y Y L X X V Y Y X LX L-=---=+==⨯液气比 ：43.166180.6661000 1.166l v W W ⨯==⨯ (三)塔径的计算 1.塔径的计算考虑到填料塔塔的压力降,塔的操作压力为101.3KPa()()()()33330.08170.922928.04/101.31028.0410 1.166/8.314527320998.2/v L M Kg Kmol PM Kg m RT Kg m ρρ-=⨯+⨯=⨯⨯⨯∴===⨯+=Q 液体密度可以近似取为采用贝恩----霍夫泛点关联式:112480.23lg f t v v L L L v L u a W A K g W ρρμρρε⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦即()20.231184223 1.166lg () 1.0049.81998.20.90 1.1660.204 1.750.666998.20.476f u ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎛⎫=-⨯⨯ ⎪⎝⎭=-3.017/f u m s = ()0.50.85f u u =-Q取泛点率为0.6. 即 0.60.6 3.017 1.810/f u u m s ==⨯=()0.442D m ===圆整后取 ()()0.4400D m mm ==2.泛点率校核：210003600 2.212/0.7850.4u m s ==⨯ 2.2120.7333.017F u u ==（在0.5到0.85围之间） 3.填料规格校核：40016825D d ==> 4.液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为：)/(08.0)(3min h m m L W ⋅=23223/t a m m = 所以得32min min ()0.0822317.84/()W t U L a m m h =⋅=⨯=⋅263220.78543.16618998.2 6.17510/()0.7850.4hL U D m m h =⋅⨯⨯==⨯⋅⨯min U U >故满足最小喷淋密度的要求.(四)填料层高度计算 1.传质单元高度计算273K ，101.3kpa 下，氨气在空气中的扩散系数20.17(/)o D cm s =.由3/2000V p T D D p T ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则293K ，101.3kpa 下，氨气在空气中的扩散系数20.189(/)v D cm s =293K ，101.3kpa 下，氨气在水中的扩散系数()921.7610/L D m s -=⨯ (查化工原理附录)*110.7540.07700.0581Y mX ==⨯=*220Y mX ==脱吸因数为：0.7540.6680.752 1.5mV S L ===⨯ 气相总传质单元数为：()*12*221ln 11OGY Y N S S S Y Y ⎡⎤-=-+⎢⎥--⎣⎦=()10.08700ln 10.6680.66810.6680.0002000-⎡⎤-+⎢⎥--⎣⎦=14.992气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：0.050.20.10.752221exp 1.45w c L t L L t L t L L L t L a U a U U a a a g σσμρσρ-⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪=--⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭液体质量通量为：22243.166186186.21/()0.7850.7850.4L L W U Kg m h D ⨯===⋅⨯⨯ 气体质量通量为：2221000 1.1669283.44/()0.7850.7850.4v v W U Kg m h D ⨯===⋅⨯⨯ 故20.750.10.052820.24276806186.216186.212231exp{ 1.45()()()940896223 3.6998.2 1.27106186.21()}998.29408962230.2476w t a a -⨯=--⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=气膜吸收系数：10.7310.74340.2379283.440.0652230.1891036000.2372230.0658.3142931.1660.189103600 0.1273V V t V G t V V V U a D k a D RT μμρ--⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⨯⨯⨯⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭=液膜吸收系数:211323121833290.00956186.21 3.6 3.6 1.27100.00950.2476223 3.6998.2998.2 1.761036000.3037(/)L L L L w L L L L U g k a D m h μμμρρ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⨯⨯⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯ ⎪⎪ ⎪⨯⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭=查表得ψ=1.35 故1.1G G W K a K a ψ==0.1273⨯0.2476⨯223⨯ 1.11.35=9.778()3/Kmol m h kpa ⋅⋅ 0.4L L W K a K a ψ==0.3037⨯0.2476⨯223⨯0.41.35=18.907()3/kmol m h kpa g gf =fuu =0.733>0.5 以下公式为修正计算公式：1.419.50.5G G f u K a K a u ⎡⎤⎛⎫'⎢⎥=+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()()1.4319.50.2339.77821.864/Kmol m h kpa ⎡⎤=+⨯⨯⎣⎦=⋅⋅2.219.50.5L L f u K a K au ⎡⎤⎛⎫⎢⎥'=+- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()()2.2319.50.23318.90726.194/kmol m h kpa =+⨯⨯=g g则 111G G L K a K a HK a =+'' （H 为溶解度系数）；=11121.8640.72526.194+⨯=10.1633/()Kmol m h kpa ⋅⋅由 OG Y G V VH K a K aP ==ΩΩ=238.26810.163101.30.7850.4⨯⨯⨯=0.296m 2. 填料层高度的计算由 0.29614.992 4.438OG OG Z H N m =⋅=⨯= 取上下活动系数为1.51.5 1.5 4.438 6.657Z m Z'==⨯=故 取填料层高度为7m.查[2]化工原理课程设计213页表5-41散装填料分段高度推荐值查得：塑料阶梯环 h/D ⊂8～15 max 6h m ≤ 取h/D=10 得 h=10⨯0.4=4m故 填料层需要分为二段，高度分别为3.5m. (五) 填料塔压降的计算采用Eckert 通用关联图计算填料层压降横坐标为：0.50.51.1660.666998.2V LVL WW ρρ⎛⎫⎛⎫=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=0.0228查[2]P 215表5-44得：189P m -Φ=纵坐标为：220.20.22.212891 1.166 1.0040.05239.81998.2V P L L u g ρψμρΦ⨯⨯⋅⋅=⨯⨯=查图得859.81833.85/Ppa m Z∆=⨯= 填料层压降为：833.857 5.84P pa Kpa ∆=⨯=Eckert 图(六) 吸收塔的主要接管尺寸的计算 1、气体进料管由于常压下塔气体进出口管气速可取12～20/m s ，故若取气体进出口流速近似为16m/s ，则由公式24V q d u π=可求得气体进出口径为41000/3600148.710.78516V q d mm u π===⨯ 采用直管进料，由《化工原理》 第三版 上册 [谭天恩等主编 化学工业]P269查得选择1563mm mm Φ⨯热轧无缝钢管，则 2241000/3600'15.73/0.785(0.1560.0032)V q u m s d π===⨯-⨯（在符合围） 气体进出口压降:进口：()221111.16615.73144.2522p u Pa ρ∆==⨯⨯=出口：()222110.50.5 1.16615.7372.1322p u Pa ρ∆=⨯=⨯⨯⨯=2、液体进料管由于常压下塔液体进出口管速可取13/m s :，故若取液体进出口流速近似为2.6m/s ，则由公式24V q d u π=可求得液体进出口径为0.029d m === 采用直管进料，由《化工原理》第三版 上册 [谭天恩等主编 化学工业]P368查得选择384mm mm Φ⨯热轧无缝钢管，则 2246186.21/(998.23600)' 2.44/0.785(0.0380.0042)V q u m s d π⨯===⨯-⨯（在符合围） (七)吸收塔设计条件图表四、符号说明五、对设计过程的评述这次我的课程设计题目是水吸收氨过程填料塔的设计，这是关于吸收中填料塔的设计。
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计-V1
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计-V1化工原理课程设计——水吸收氨填料吸收塔设计化工生产中，氨气是一种常见的化学气体，亦是一种毒性气体。
为了保证生产安全，常常需要使用填料吸收塔对氨气进行处理。
本次化工原理课程设计的主题是水吸收氨填料吸收塔设计，下面将从设计的流程、填料选择、设备选型及操作控制方面进行详细阐述。
一、设计流程1.确定设计要求：包括氨气的进入浓度、出口浓度、进入流量、处理效率要求等。
2.确定填料种类：选择适合水吸收氨的填料种类。
3.塔体设计：根据进入流量和处理效率要求计算出塔体高度，以及塔体的内径和壁厚。
4.设备选型：根据填料种类和塔体设计的要求选型。
5.操作控制：确定运行参数和控制策略等。
二、填料选择1.氨气水解和物理吸收的填料：骨炭、石英、聚丙烯、陶瓷、活性炭等。
2.氨气化学吸收的填料：硫酸铵、硝酸铵、硫酸钙、硝酸钙、硫酸钠等。
综合考虑吸附容积、吸附速度、吸附效率、化学稳定性等因素，本设计选择硝酸铵作为填料。
三、设备选型1.填料吸收塔：根据设计要求和填料种类选择适合的填料吸收塔。
2.进气风机：根据进气流量和风阻要求选型。
3.冷却器：为了防止氨气过热，常常需要在进入填料吸收塔前，在氨气进风口处安装冷却器。
四、操作控制1.进气速度：进气速度过快会导致氨气不能充分吸收，进气速度过慢则会影响处理效率。
一般控制在0.5-1.5m/s。
2.水位控制：为了保证填料的湿润度，需要控制水的流量和水位。
3.塔体温度控制：为了保证填料吸收效率，需要控制塔体温度，一般保持在20-35℃。
4.出口浓度控制：通过调节水的流量和塔体内填料的密度，控制出口浓度。
结语：本次化工原理课程设计通过设计流程、填料选择、设备选型及操作控制方面的详细阐述，较为全面地介绍了水吸收氨填料吸收塔的设计过程。
对于化工领域的实践和专业知识积累具有一定的参考价值。
《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计 (14)
《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计水吸收氨气填料塔设计任务（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为__5000__m3/h，其中含氨为_5%_（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。
要求：氨气的回收率达到_95%_。
（二）操作条件（1）操作压力：常压（2）操作温度：20℃（3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定（三）填料类型填料类型与规格自选。
（四）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；（10）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）；（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录前言 (1)1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4)1.1任务及操作条件 (4)1.2设计案的确定 (4)1.3填料的选择 (4)2. 工艺计算 (5)2.1 基础物性数据 (5)2.1.1液相物性的数据 (6)2.1.2气相物性的数据 (6)2.1.3气液相平衡数据 (6)2.1.4 物料衡算 (6)2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7)2.2.1 塔径的计算 (7)2.2.2 填料层高度计算 (9)2.2.3 填料层压降计算 (11)2.2.4 液体分布器简要设计 (12)3. 辅助设备的计算及选型 (13)3.1 填料支承设备 (13)3.2填料压紧装置 (14)3.3液体再分布装置 (14)4. 设计一览表 (16)5. 后记 (17)6. 参考文献 (18)7. 主要符号说明 (19)8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图） (20)前言在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。
塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。
氨气吸收(清水)化工原理课程设计 (2)精选全文
可编辑修改精选全文完整版设计任务书（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为2200m3/h，其中含氨为8%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。
要求：氨气的回收率达到97% 。
（二）操作条件（1）操作压力：常压（2）操作温度：20℃（3）采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。
（20C°氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/m3.kPa）（三）填料类型采用散装聚丙烯DN阶梯环填料。
50（四）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；（10）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）；（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录1. 设计方案简介 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2填料的选择 (1)2. 工艺计算 (2)2.1 基础物性数据 (2)2.1.1液相物性的数据 (2)2.1.2气相物性的数据 (2)2.1.3气液相平衡数据 (2)2.1.4 物料衡算 (3)2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (4)2.2.1 塔径的计算 (4)2.2.2 填料层高度计算 (5)2.2.3 填料层压降计算 (8)2.2.4 液体分布器简要设计 (8)3. 辅助设备的计算及选型 (9)3.1 填料支承设备 (9)3.2填料压紧装置 (10)3.3液体再分布装置 (10)4. 设计一览表 (10)5. 后记 (11)6. 参考文献 (11)7. 主要符号说明 (12)8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图） (13)1.设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为吸收空气中的氨气。
用水吸收氨气属易溶解的吸收过程，所以本次设计的吸收剂为清水。
化工原理课程设计-2
化工原理课程设计——水吸收氨填料塔设计姓名：专业：学号：指导教师：年月日目录1 前言2设计任务书3 设计方案3.1符号对照表3.2吸收剂的选择3.3流程图及流程说明3.4塔填料的选择4 工艺计算4.1物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成4.2 塔径的计算4.3 填料层高度计算4.4填料层压降计算4.5液体分布装置4.6液体再分布装置4.7填料支撑装置4.8气体的入塔分布5 设计一览表6对本设计的评述7 参考文献8附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）3、设计方案3．1吸收剂的选择对所选的吸收剂,要说明所选吸收剂的理由。
3．2．流程图及流程说明说明气体是从塔的什么部位进塔，是顺流接触还是逆流接触，吸收后的气体从什么部位排出。
（可用简图表示一下）3．3塔填料选择对所选塔填料，说明选取的理由，列出填料的主要性能参数，如：比表面积空隙率干填料因子等。
4工艺计算（每一项都列公式，计算）对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
混合气体的黏度可近似取为空气的黏度。
空气和水的物性常数如下：空气：水：1物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成下氨在水中的溶解度系数查表知，20C亨利系数相平衡常数进塔气相摩尔比为：出塔气相摩尔比为：对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：混合气体的平均摩尔质量为：混合气体流量：惰性气体流量：最小液气比：取实际液气比为最小液气比的1.5倍，则可得吸收剂用量为：4．2塔径计算（每一项都列公式，计算）混合气体的密度采用贝恩-霍根泛点关联式计算泛点速度：取泛点率为0.6，即圆整后取泛点率校核：（是否在允许的范围内）填料规格校核：液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为：经以上校核可知，填料塔直径选用合理。
4．3填料层高度计算（每一项都列公式，计算）NH在空气中的扩散系数为（查表），3液相扩散系数：液体质量通量为：气体质量通量为：脱吸因数为：气相总传质单元数为：气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：4．4．填料层压降计算：采用Eckert通用关联图计算填料层压降横坐标为：纵坐标为：查图得，填料层压降为：4．5.液体分布装置（1）液体分布器的选型：最好说明液体分布装置的安装位置，所选分布器优点液体引入排管喷淋器的方式主管直径：支管排数：排管外缘直径：最大体积流量排管式喷淋器制造材料。
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)
水吸收氨填料吸收塔设计1 题目含氨为5%的混合气体, 处理量为500m3/h, 尾气中含氨低于0.02%,采用清水进行吸收, 吸收剂的用量为最小用量的1.5倍. (均为体积分数).,2 设计任务和操作条件:(1)操作压力常压。
(2)操作温度 20℃(3)年工作300天,每天24小时运行.3 填料类型 聚丙烯阶梯环填料,规格自选.4 设计内容(1)吸收塔的物料衡算(2)填料层压降的计算(3)液体分布器的简单设计(4)吸收塔塔体工艺尺寸的计算(5)绘制分布器施工图(6)对本设计进行评述5 基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数为0.725Kmol/( m3. kpa)一吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程．流程如下。
二物料计算(l). 进塔混合气中各组分的量取塔平均操作压强为101.3kPa，故：混合气量＝ 500（）×＝ 20.80kmol／h混合气中氨量＝20.80×0.543 ＝1.129 kmol／h ＝ 19.2kg／h混合气中空气量＝20.80-1.129 = 19.671kmol／h＝570.5kg／h (2)．混合气进出塔的（物质的量）组成==0.05430;（3）．混合气进出塔（物质的量比）组成Y1==0.0574Y2=(1-)=0.0574×=0.0002296(以塔顶排放气体中氨含量0.02%计)三 平衡曲线方程查表知:20℃时,氨在水中的亨利系数E=277.3Kpa;m = = = 2.737故操作线方程为:Y=2.737X.吸收剂(水)的用量Ls由操作线方程知:当Y1＝0.0574时,X1*=0.021,计算最小吸收剂用量=19.671×＝53.77 kmol／h取安全系数为1.5，则Ls＝1.5×53.77＝80.65kmol／h = 1451.7kg/h依物料衡算式塔底吸收液浓度= 19.671×= 0.014四塔径计算塔底气液负荷大，依塔底条件(混合气20℃)，101.325kPa图1 通用压降关联图（1）.采用Eckert通用关联图法(图1)计算泛点气速①有关数据计算塔底混合气流量V`S＝570.5＋19.2＝589.7kg／h吸收液流量L`＝1451.7kg／h进塔混合气密度＝×＝1.206kg／(混合气浓度低，可近似视为空气的密度)吸收液密度＝998.2kg/吸收液黏度＝1.005 mP a·s经比较，选DN38mm聚丙烯阶梯环。
水吸收氨气填料塔课程设计
引言 1 设计目标 3 填料塔结构设计 5
-
目录
2 填料塔简介 4 工艺流程设计 6 总结与展望
1
引言
引言
在当前的工业生产中，氨气的吸收和分离是一个重要
1
的环节
氨气是一种常见的工业气体，广泛应用于化工、制药、
2
农业等领域
为了实现高效、环保的氨气吸收，本课程设计旨在设
3
计和优化水吸收氨气的填料塔
2
填料塔简 介
填料塔简介
1
填料塔是化工生产中常用的设备之一， 主要用于气液或液液之间的传质和传
热过程
填料塔的核心部件是填料，它提供了 气液接触和反应的表面
2
3
通过选择合适的填料和操作条件，可 以有效地提高传质和传热的效率
3
设计目标
设计目标
本课程设计的主 要目标是
设计目标
6
总结与展 望
总结与展望
1
通过本次课程设计，我们了解了水来自收氨气的 工艺流程和填料塔的结构设计
2
在实际应用中，还需要根据具体条件进行工艺
参数的优化和设备的选型
3
未来，随着技术的进步和应用需求的提高，水 吸收氨气的填料塔将会更加高效、环保和节能
恳请各位导师批评指正
感谢您的聆听
汇报人：XXXX
指导老师：XXX
工艺流程设计
吸收过程
在填料塔内，氨气与水逆流接触，发生吸收 反应。吸收后的溶液从塔顶流出，进入后续 处理单元。未被吸收的气体从塔顶排出，进 入回收系统
工艺流程设计
工艺参数控制
工艺参数如温度、压力、流量等应进行实时监测和控制 ，以确保吸收过程的稳定性和高效性。可以通过调节氨 气流量、水流量以及塔内温度和压力等参数来优化吸收 效果
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化工原理课程设计说明书(水吸收氨气填料塔)华北水利水电大学 North China University of Water Resources and ElectricPower课程设计题目水吸收氨过程的填料吸收塔设计学院专业姓名学号指导教师完成时间教务处制化工原理课程设计任务书目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)第1章设计方案简介 (4)第2章工艺计算及主体设备选型 (4)2.1 基础物性数据 (4)2.1.1液相物性数据 (4)2.1.2气相物性数据 (4)2.1.3气液相平衡数据 (5)2.1.4物料衡算 (5)2.2填料塔工艺尺寸的计算 (6)2.2.1塔径的计算 (6)2.2.2填料层高度的计算 (8)2.2.3填料层压降的计算 (10)第3章辅助设备的计算及选型 (11)3.1液体分布器 (11)3.1.1液体分布器选型 (11)3.1.2布液计算 (11)3.2填料支撑装置 (11)3.3填料塔紧装置 (12)3.4气液体进出口装置 (12)附录 (14)水吸收氨过程的填料吸收塔设计（中文）摘要在化工生产过程中，原料气的净化、气体产品的精制、治理有害气体、保护环境等方面都广泛应用到了气体吸收。
本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔的方法处理含有氨气的空气，采用填料吸收塔吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况，从而使吸收易于进行；填料塔有通量大、阻力小、压降低、操作弹性大、塔内持液量小、耐腐蚀、结构简单、分离效率高等优点，从而使吸收操作过程节省大量人力和物力。
在设计中,以水吸收混合气中的氨气，在给定的操作条件下对填料吸收塔进行物料衡算。
本设计包括设计方案的选取、主要设备的工艺设计计算--物料衡算、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算、主要设备的工艺条件图等内容。
关键词：吸收、填料塔、氨气Design of packed absorption tower in the process of water absorption of ammoniaAbstractIn the chemical production process, raw material gas purification, gas products refined, harmful gas treatment, environmental protection, etc., are widely applied to gas absorption. The purpose of the course design of chemical engineering principle is according to the design requirements of the packed absorption tower by ammonia containing air handling, using packing absorption tower absorption operation because of packing can be provided with a huge gas-liquid mass transfer area and the filler surface has good turbulence conditions, so that the absorption is easy; packed tower with high flux, small resistance, pressure drop, high operating flexibility tower to a small amount of liquid, corrosion resistance, simple structure, separation and high efficiency, so that absorption process Save a lot of manpower and material resources.In the design, mixed gas of ammonia water absorption, under the given operating conditions on the filler absorbing tower of material balance. This design includes selection of design scheme and main equipment of the process design calculation, material balance calculation, equipment, size of the structure design and process design and calculation, the process conditions of main equipment such as map content.Keywords: absorption, packed tower, ammonia第1章 设计方案简介用水吸收氨气为提高传质效率，选用逆流吸收流程；逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出。
逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。
填料选择的是聚丙烯阶梯环，属于塑料填料；塑料填料的耐腐蚀性能较好，并且具有质轻、价廉、耐冲击、不易破碎等优点。
阶梯环填料属于散装填料，规格选用50N D 聚丙烯阶梯环填料。
氨气在水中溶解度较大，故吸收剂选用清水；温度在填料的适宜温度下选择20℃。
第2章 工艺计算及主体设备选型2.1基础物性数据2.1.1液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
由手册查得，20℃时水的有关物性数据如下：密度：3L /998.2ρm kg =；粘度：)/(6.3m 0.1μL h m kg s Pa ⋅=⋅=表面张力：2/940896h kg L =σ；NH 3在水中的扩散系数：h m D L /10336.626-⨯=2.1.2气相物性数据①进塔前混合气体的流量2000 m 3/h 为标况下，所以0℃时气体有关物性数据由手册查得如下：混合气体的平均摩尔量：mol g M /28.281706.02994.0=⨯+⨯=； 混合气体的平均密度：3/26.115.273314.828.283.101m kg RT PM G =⨯⨯==ρ；KPa HM E S S 406.7618785.02.998ρ≈⨯==② 进塔后操作温度为20℃，20℃时气体有关物性数据如下： 混合气体的平均密度：3/175.115.293314.828.283.101m kg RT PM G =⨯⨯==ρ； NH 3在20℃空气中的扩散系数：h m D G /1028.822-⨯=； 混合气体粘度可近似取为空气的粘度；混合气体的粘度：）（h kg s Pa G ⋅=⋅⨯=m /065.01081.15-μ；2.1.3气液相平衡数据已知20℃时氨在水中的溶解度系数H =0.725 kmol/(m 3•kPa) 常压下20℃时氨在水中的亨利系数【1】为：M S 为溶剂的摩尔质量，kg/kmol; ρS 为溶剂即水的密度，kg/m 3 相平衡常数为：754.0≈3.101406.76==P E m 2.1.4.物料衡算G —惰性气体的流量，h kmol ；L —纯吸收剂的流量，h kmol ； Y 1，Y 2—进出吸收塔气体的摩尔比； X 1，X 2—出塔及进塔液体中溶质物质量的比 进塔气体摩尔比：064.006.0-106.0-1111≈==y y Y出塔气体摩尔比：%02.00002.010002.01222≈-=-=y y Y 进塔惰性气体的流量：()h kmol G /93.8306.0-14.222000=⨯=该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式【1】计算，即2121min --)(X m Y Y Y GL =；对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：min )(8.1GL= 20X =代入数值，得：7516.00-0.7540.0640002.0064.0)(min =-=G L ；35.1≈7516.08.1⨯= 得：kmol/h 113.31.3583.93= L ≈⨯由()()2121--X X L Y Y G =，求得吸收液出塔浓度为：()047.0≈03.113)0002.0-064.0(93.83-2211+=+=X L Y Y G X 2.2填料塔的工艺尺寸的计算2.2.1塔径的计算 气相质量流量为h kg G /252026.12000'=⨯=；液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即h kg L /67.204102.183.113'=⨯=；填料的泛点气速可用经验方程式计算，即贝恩-霍根关联式【2】：125.025.02.032''g lg ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛L G L L G t F G L K A a u ρρμρρε式中：F u ——泛点气速，m/s ；g ——重力加速度，9.8m/s 2；t a ——填料总比表面积，m 2/m 3；ε——填料层空隙率，%；A 、K ——关联常数；常数A 和B 与填料的形状及材质有关，本次所选的塑料阶梯环填料的A 、K 值经查手册得：A=0.204，K=1.75 本次选用的是50N D 聚丙烯阶梯环填料，所以32t /m 114.2m =a ，%7.92=ε，3/175.1m kg G =ρ,3L /998.2ρm kg =，s Pa ⋅=m 0.1μL 代入关联式：125.025.02.022.998175.1252067.204175.1204.012.998175.19.8143lg ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯F u 解得：s m F /25.4u =，空塔气速一般取泛点气速的50%—80%， 取s m F /4.325.48.00.8u u =⨯==；由m uV D S47.04.314.33600/273293200044≈⨯⨯⨯==π （注：V s 为操作条件下混合气体流量，即20℃下气体流量，m 3/s ） 圆整塔径，取 m D 5.0=。
泛点率校核：s m u /038.35.0785.03600/32729320002=⨯⨯=%48.71%10025.4038.3≈⨯=F u u （在允许的范围之内） 填料规格校核：81050500d >==D 液体喷淋密度校核：选择填料直径为50mm ，小于75mm ，取最小润湿速率为3min ()0.08/W L m m h =⋅；23114.2/t a m m =32min min ()0.08114.29.136/W t U L a m m h==⨯=⋅；液体喷淋计算式为2785.0D L U b=；式中-U 液体喷淋密度，()h m m ⋅23/；-b L 液体喷淋量，h /m 3；-D 塔填料直径，m ；数据代入得：min 210.40.50.785/998.22732932000U U >≈⨯⨯=经以上校核可知，填料塔直径选用D=500mm 合理。